Digitální model terénu Daniel Ondráček, H2KNE1 2014

Digitální modely terénu =geometrický popis terénu Zjednodušené prostorové vyjádření tvaru skutečného terénu Ve spojení s polohopisnými informacemi umožňuje vytvořit prostorový model území Lze zkoumat jevy závislé na výškové členitosti krajiny (sklony, expozice, atd.)

Terén = Označení pro vertikální dimenzi zemského povrchu, je dán souhrnem vlastností zemského povrchu ovlivňovaného vnitřními i vnějšími silami Model terénu – prostý zemský povrch Model povrchu – zahrnuje vegetaci, budovy, vodstvo atd.

Zdroje dat Pozemní měření geodetická měření GNSS Dálkový průzkum Země fotogrammetrie radarové snímání laserové snímání (LiDAR) Existující data ZABAGED DMÚ 25, DMÚ 50 další zdroje dat

Digitální model - definice Digitální reprezentace reliéfu zemského povrchu v paměti počítače, složená z dat a interpolačního algoritmu, který umožňuje odvozovat výšky mezilehlých bodů Matematicko číselná simulace průběhu terénu, opírá se o kostru význačných prostorově určených bodů v terénu, které jsou vybrány tak, aby co nejlépe charakterizovaly vlastní průběh terénu

Pojmy DTM (digital terrain model) – zemský povrch ve smyslu holého povrchu bez vegetace DSM (digital surface model) – zemský povrch a vrchní plochy všech objektů na něm (střechy, koruny stromů a pod.) DEM (digital elevation model) – digitální model reliéfu pracující výhradně s nadmořskými výškami bodů

Dimenze prostoru 2D – souřadnice x,y – vektorová, rastrová grafika 2,5D – souřadnice x,y,z – jedné souřadnici x,y přiřazujeme jen jednu souřadnici z 3D – souřadnice x,y,z1,z2,z3 - přiřazujeme několik výšek (budovy, terénní stupně,…) =model povrchu 4D – souřadnice x,y,z1,z2,z3,t – například změna v čase

Proces terénního modelování Tvorba – vzorkování reliéfu, formulování vztahů, konstrukce modelu Manipulace – modifikace a čistění modelu Interpretace – analýza, získávání informací z modelu Vizualizace – grafické ztvárnění modelu a odvozených informací Aplikace – vývoj vhodné aplikace pro různé disciplíny

Singularity Matematickou charakteristikou je nespojitost funkce či nespojitost její derivace Místa s narušeným hladkým průběhem, problémová místa v DMT – terénní stupně (hrany, zlomy...), vrcholy, sedla, údolnice, hřbetnice, … Řeší se přidáním povinných spojnic (hran) do modelu Umožňují definovat místa nespojitosti a ovlivnit způsob napojení sousedních plátů

Hrany Tvar hrany - Úsečka - Křivka ve vertikální rovině (2D křivka) - Obecná křivka (3D křivka) Způsob navázání plátů Hladké navázání (spojitost terénu i jeho první derivace) Ostré navázání (terén spojitý, jeho derivace nespojitá) Zlom (terén nespojitý)

Typy povinných hran Hladké – vrstevnice, hřbetnice, údolnice; vyhlazení ve směru podélném i příčném Přímé – tvary vytvořené člověkem – lomy, jámy, navážky, konstrukce mostu, betonová deska; ostré zalomení terénu ve směru příčném, nevyhlazujeme Lomové - terénní stupně – meze, zlomy, okraje vozovek; ostré zalomení terénu ve směru příčném

Typy terénních modelů Polyedrický – elementární plošky jsou nepravidelné rovinné trojúhelníky, které k sobě přimykají a tvoří mnohostěn, který se přimyká k terénu Rastrový – množina elementárních plošek nad pravidelným rastrem, jedná se o zborcené čtyřúhelníky Plátový – povrch rozdělen na nepravidelné obecné plochy, hranice vedení se vedou po singularitách

Rastrový model (GRID) Využívá maticového uspořádání hodnot 2 varianty: - Považuje buňku za plošku uzavřenou 4 body rastrové sítě, z nichž každý může mít jinou výšku, výsledný model tvořen zborcenými 4-úhelníky - Pokládá buňku za objekt reprezentující pravoúhlou plošku integrálně a přiřazená hodnota reprezentuje atribut výšky pro celou plochu buňky Metody pro výpočet výšky: Prostorová aproximace Lineární predikce

Polyedrický model (TIN) Terén je reprezentován trojúhelníky, čili sadou vrcholů, hran, plošek Nejvíce použivaný u vektorově orientovaných GIS 2 typy TIN struktury: - ukládají se jednotlivé trojúhelníky jako polygony s příslušnými atributy, registruje se identifikátor každého trojúhelníku a sousedních trojúhelníků - Ukládají se jednotlivé body spolu s informacemi o jejich sousedech

Plátový model Kombinace rastrového a polyedrického modelu, z trojúhelníkové sítě vzniká plátový model, který se skládá z obecných n-úhelníků Terén rozdělen na menší plošky, nemusí být rovinné, ale i zakřivené Plochy popsané polynomickými funkcemi navazují tak, aby byla zaručena spojitost derivací do daného řádu.

Zpracování software: ATLAS DMT Topol TERRAmodeler ArcGIS, ArcView Intergraph

Děkuji za pozornost